从2014年开始，湖南华菱湘潭钢铁集团有限公司把水电用钢列为容器集成产品研发重点品种，集中力量攻关水电工程中目前等级最高、质量要求最严的80公斤级和特厚60公斤级(指抗拉强度为800兆帕/600兆帕的)水电用钢，并于2014年底取得重大突破———成功研制出60毫米厚80公斤级低焊接裂纹敏感性调质高强钢板。据悉，目前在国内钢厂中，能够生产这一强度级别低焊接裂纹敏感性水电用钢的企业极少。湘钢水电用钢研制生产技术已经跻身国内先进水平。
80公斤级水电用钢前景看好
“今后5年~10年，水电用钢的市场容量较大。国外项目设计对80公斤级高强钢的抗低温冲击要求更高，必须达到零下60℃。”湘钢技术中心专家认为。技术开发人员说，80公斤级高强水电钢板特别适合建造百万千瓦级大装机容量和内陆的高水头抽水蓄能电站。
在火电、水电、风电、核电等发电方式中，水电被认为是一种技术上成熟、可以大规模开发、清洁、可循环利用的发电方式。世界范围内，大约有20%的电力来自水电。目前，我国水利资源理论蕴藏量、技术可开发量、经济可开发量、已建和在建开发量，均居世界首位。
水电建设的主要金属构件是压力钢管、岔管，以及水轮机组座环的上下环板、固定导叶、顶盖和控制环、蜗壳等。而钢铁企业的机会在于向水电站供应优质水电用中厚板。
随着水力发电机组装机容量大型化和高水头蓄能电站出现，设备制造迫切需要高强度等级的钢板，并且对可焊性能的要求较高。此前，水电建设对80公斤级高强钢板没有明确要求，因此，一般情况下，使用60公斤级高强钢板完全能够满足。
而今，80公斤级水电用钢或将成为今后水电用钢的发展方向。据悉，国内对80公斤级水电钢的初步应用，是从向家坝水电站开始的，然后是溪洛渡电站和呼和浩特蓄能电站。此外，计划于2019年~2020年陆续投产发电的两座千万千瓦级的巨型电站———葛洲坝集团即将开发的装机容量为1600万千瓦的白鹤滩水电站和装机容量为1000万千瓦的乌东德水电站，将首次大批量应用目前最高强度级别80公斤级水电钢板。
难点在焊料选择和避免焊裂
“由于强度等级高，80公斤级水电钢板在保证焊接性能方面难度较大———一是焊接材料的匹配更困难；二是钢板的合金含量高，使焊接过程中产生裂纹的机率大大增加。”华菱湘钢技术中心容器钢集成产品研发(IPD)项目组技术专家向《中国冶金报》记者介绍。
据湘钢容器钢(集成产品开发)项目研发人员介绍，他们开发的80公斤级水电用钢，从成分设计到制造工艺，均充分考虑了野外施工对焊接材料预热条件的限制，可以在较低预热温度甚至不预热的情况下实施焊接，确保不出现裂纹。湘钢对产品成分设计和制造工艺的周到考虑，不但改善了工作环境，给焊接作业带来极大方便，而且显著提高了工作效率，降低成本。
为了攻克焊接裂纹关，湘钢技术人员采用了低碳当量、低焊接敏感系数的成分设计；在生产工艺上，主要关注钢质纯净度控制，确保钢板性能稳定性和组织均匀性，也给后续的钢板探伤和焊缝探伤提供保障。
在焊接材料的选择上，主要难点是在采用国产焊接材料时，焊接的低温冲击韧性指标不稳定。借助由中华技能大奖获得者艾爱国主持的焊接实验室，湘钢摸索了大量的焊接工艺，确保使用国产焊接材料时能够达到工程设计标准。
钢板研制成功后，湘钢邀请挪威船级社和中国通用机械研究院做第三方焊接性能评定。2015年1月份，样品被送抵葛洲坝集团进行焊接工艺评定。两次评定结果均认为，湘钢水电钢板完全满足大型水电工程的使用要求。
与2013年相比，2014年湘钢的水电用钢销售量增长幅度较大，产品档次也升级到以60公斤级高强钢为主体。此外，湘钢的水电用钢还为多座国外水电项目成功供货，包括巴基斯坦尼鲁姆·杰卢姆水电站、玻利维亚密西库尼大坝建设项目等。 |
